JP2002537621A - Storage of erasable / re-writable optical data in photorefractive polymers - Google Patents

Storage of erasable / re-writable optical data in photorefractive polymers

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JP2002537621A JP2000600146A JP2000600146A JP2002537621A JP 2002537621 A JP2002537621 A JP 2002537621A JP 2000600146 A JP2000600146 A JP 2000600146A JP 2000600146 A JP2000600146 A JP 2000600146A JP 2002537621 A JP2002537621 A JP 2002537621A
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Abstract

(57)【要約】 パルスまたは連続波モードいずれかで操作されるレーザー(10)からのレーザー光線が光学系(11−18)によって光屈折性ポリマー材料(32)に焦点合わせされて、材料の2−フォトン励起を引き起こしてデータを記録し、これは、引き続いて、紫外線または可視スペクトルに波長を有する放射線で当該材料を照射することによって消去して、記録されたデータを消去することができる消去可能/再書込可能光学データ貯蔵方法が提供される。 (57) Abstract: pulses or laser radiation from a laser (10) which is operated in either a continuous wave mode is focused photorefractive polymer material (32) by the optical system (11-18), second material - recording data causing photon excitation, which is subsequently erased by irradiating the material with radiation having a wavelength in the ultraviolet or visible spectrum, erasable capable of erasing the recorded data / re-writable optical data storage method is provided. また、該方法で用いられる比較的狭い吸収バンドを有する新しい光屈折性ポリマー材料も開示される。 A new photorefractive polymer material having a relatively narrow absorption band used in the method are also disclosed.

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 本発明は、光学データ貯蔵、さらに詳しくは、光屈折性ポリマーで消去可能/ [0001] The present invention relates to an optical data storage and, more particularly, erasable photorefractive polymer /
再書き込み可能な三次元光学データの貯蔵に関する。 Regarding storage of three-dimensional optical data rewritable.

【0002】 多層(三次元)光学メモリーは、ますます、高密度光学データ貯蔵デバイスの開発で注目すべき分野となった。 [0002] The multi-layer (three-dimensional) optical memory, more and more, became a field should be noted in the development of high-density optical data storage device. 多層記録を利用するシステムは、慣用的光学データ貯蔵デバイスよりも100ないし10,000倍高い記録密度を達成することができる。 System utilizing the multi-layer recording, 100 to than conventional optical data storage devices can achieve 10,000 times higher recording density.

【0003】 三次元(3D)ビット光学データ貯蔵における2−フォトン励起の使用は、記録されたビットの用量を低下させることによって、所与の材料において密度を増加させるその能力のため成長した。 The use of 2-photon excitation in three-dimensional (3D) bit optical data storage by lowering the dose of the recorded bits were grown for their ability to increase the density in a given material. 2−フォトン励起の確立は入射光の二乗強度に比例し;この効果は焦点の小さな領域内でのみ励起を生じる。 Establishment of 2-photon excitation is proportional to the square intensity of incident light; this effect results in excitation only in the small area of ​​focus. その結果、隣接するデータ層の間でクロストークは少ない。 As a result, crosstalk between adjacent data layers is small. 2−フォトン励起のもう1つの利点は、より多くの層が容量材料の深さにそって記録できるように、赤外線波長の照射光線の利用による多重散乱の低下である。 Another advantage of the 2-photon excitation, as more layers can be recorded along the depth of the capacity material is the reduction of the multiple scattering by use of irradiation light of infrared wavelengths.

【0004】 何年かにわたって、異なる材料が、2−フォトン励起下で3Dビットデータ貯蔵で用いられてきた。 [0004] Over several years, different materials have been used in 3D-bit data stored under 2 photon excitation. 光重合性および光脱色材料に記録された2−フォトン3D Recorded in the photopolymerizable and photobleaching material 2- photon 3D
ビットは、記録密度が1立方センチメートル当たりテラビットに達し得ることを示した;あいにくと、両材料は消去可能でない。 Bit showed that recording density can reach terabits per cubic centimeter; Unfortunately, both materials are not erasable. Cornell Resear Cornell Resear
ch Foundation, Inc. ch Foundation, Inc. に譲渡された米国特許第5,289, US Patent No. 5,289, which is assigned to,
407号は、コヒーデント光のビームを用いて検体ゲルの2−フォトン光重合を引き起こし、まわりのゲル材料とは異なる屈折率を有するゲル中の重合した材料のビードを生じさせる3D光学データ貯蔵方法を開示する。 407 No., cause 2 photon photopolymerization of the sample gel with a beam of Kohidento light, the 3D optical data storage method of generating a bead of polymerized material in the gel having a refractive index different from that of the gel material around Disclose. しかしながら、この変化は不可逆的であり、従って、データビットは消去可能でない。 However, this change is irreversible, therefore the data bits are not erasable.

【0005】 異性体状態で変化を受けるフォトクロミック材料および2−フォトン励起に際して屈折率の変化を生じるフォトクロミックポリマーは共に消去可能な材料である。 [0005] Photochromic polymers resulting in a change in refractive index upon the photochromic material and the 2-photon excitation undergo a change in isomer state are both erasable material. かなり興味深いもう1つのタイプの材料は光屈折性材料である。 Is rather interesting Another type of material is a photorefractive material. 光屈折性の効果の結果、照明に際して電荷の空間的分布によって誘導される焦点における屈折率の変調がもたらされる。 Results of photorefractive effect, the modulation of the refractive index at the focus induced by the spatial distribution of charge during illumination is provided.

【0006】 光屈折性材料における屈折率のそのような変化は、媒体を再度放射線で照射して、電荷の均一な再分布を生じさせ、記録された情報を消去することによって逆行させることができるのが判明している。 [0006] Such changes of the refractive index in photorefractive material can be irradiated with radiation medium again, causing a uniform redistribution of charge, reversing by erasing the recorded information the have been found. しかしながら、これは、従前には、製造に費用がかかる光屈折性結晶、例えば、ニョーブ酸リチウム(LiNbO 3 However, this is the conventional, photorefractive crystal expensive to manufacture, for example, lithium Nyobu acid (LiNbO 3)
で達成されたにすぎない。 In not only been achieved.

【0007】 従って、比較的安価な材料に光学データを書き込み、および消去する方法を提供するのが望ましい。 Accordingly, the write optical data in a relatively inexpensive material, and it is desirable to provide a method for erasing.

【0008】 本発明の1つの態様において、 焦点合わせ可能なコヒーデント光のビームを生じさせ; 光屈折性ポリマー材料に該ビームを焦点合わせして、該ビームの焦点において該材料の2−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点において屈折率を変調してデータを記録し;次いで、 該材料を放射線で照射して記録されたデータを消去する; ことを特徴とする光学データを書き込み、および消去する方法が提供される。 [0008] In one aspect of the present invention causes a beam of focusable Kohidento light; and a photorefractive polymer material focusing the beam, a 2-photon excitation of the material at the focus of the beam cause, thereby to modulate the refractive index records data in focus; how write optical data, characterized in that, and erased; then to erase the recorded by irradiating the material with radiation data There is provided.

【0009】 本発明のもう1つの態様により、 光屈折性ポリマー材料にコヒーデント光のビームを焦点合わせして、該ビームの焦点において該材料の2−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点において屈折率を変調してデータを書き込み; 該材料に放射線を照射して記録されたデータを消去し; 光屈折性材料にコヒーデント光のもう1つのビームを焦点合わせして、該ビームの焦点において該材料の2−フォトン励起を引き起こし、それにより、焦点において屈折率を変調して光屈折性材料にデータを再度書き込む; ことを特徴とする光屈折性ポリマー材料に光学データを書き込み、および再度書き込む方法が提供される。 [0009] In accordance with another aspect of the present invention, the photorefractive polymer material Kohidento light beam focusing, caused a 2-photon excitation of the material at the focus of the beam, whereby the refractive index at the focal point It erases data recorded by irradiating the material; modulates the data write by the photorefractive material another beam Kohidento light focusing, of the material at the focus of the beam cause 2 photon excitation, thereby to modulate the refractive index at the focal writing data to photorefractive material again; that write optical data in photorefractive polymer material characterized, and how to write again provide It is.

【0010】 本発明の方法においては、2−フォトン励起は焦点において電荷の空間的分布の変化を生じさせ、それにより、焦点において材料の屈折率を変調する。 [0010] In the method of the present invention, 2-photon excitation produces a change in the spatial distribution of charge in the focus, thereby modulating the refractive index of the material at the focal point.

【0011】 好ましくは、該方法で用いられる光屈折性ポリマー材料は、紫外線(UV)または可視光線スペクトルにおける電磁気放射線での照射が、データビットを形成する電荷の空間的分布の均一な再分布を生じて、記録されたデータを消去するようなものである。 [0011] Preferably, photorefractive polymer material used in the method, irradiation with electromagnetic radiation in the ultraviolet (UV) or visible light spectrum, uniform redistribution of the spatial distribution of charge to form a data bit occur, it is such as to erase the recorded data. 該光屈折性ポリマーは、好ましくは、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域において狭いバンドのみにおいて放射線を吸収するように配置される。 Light refraction polymer is preferably arranged to absorb radiation in only a narrow band in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum. 狭い吸収バンドの生成は、読み出しプロセスからの、または入射紫外線からの(例えば、日光からの)劣化に対する材料の感受性を減少させるであろう。 Generation of narrow absorption bands, from the reading process, or from the incident ultraviolet (e.g., from sunlight) will reduce the material's susceptibility to degradation.

【0012】 レーザーはパルスモードで用いることができるか、あるいは連続波レーザーを用いて、光屈折性材料の2−フォトン励起によってデータを書き込むことができる。 [0012] The laser or may be used in a pulsed mode, or using a continuous wave laser, the data can be written by 2-photon excitation of the photorefractive material. 超短パルスレーザー光線が典型的には2−フォトン励起で用いられる。 Ultrashort pulse laser beam is typically used in 2-photon excitation. なぜならば、2−フォトン励起の協働的性質は、効果的な励起を生じさせるための高ピークパワーレーザーの使用を必要とする。 Because the-operative nature together in 2-photon excitation requires the use of high peak power laser to produce an effective excitation. しかしながら、超短パルスレーザーの使用は記録デバイスのコストを増加させ、コンパクトなシステムを生み出すのを困難とする。 However, the use of ultrashort pulse laser increases the cost of the recording device, and difficult to produce a compact system. 本発明者らは、連続波(CW)照射下での2−フォトン励起が可能であることを示した。 The present inventors have shown that it is possible to 2-photon excitation under continuous wave (CW) radiation. CW励起に必要な平均パワーは、超短パルス照射と比較してほぼ2オーダーの大きさだけ増大するが、連続波照射の使用は速くて低コストでコンパクトな消去可能2−フォトン3Dビット光学データ貯蔵システムが達成されるのを可能とする。 The average power required for CW excitation, ultrashort pulse irradiation and by the size of approximately 2 orders in comparison increases, but faster use of continuous wave irradiation compact erasable at a lower cost 2-photon 3D bit optical data storage system to allow that achieved.

【0013】 光屈折性材料は、好ましくは、紫外線ないし可視領域に吸収を供する色原体を含む。 [0013] photorefractive material preferably comprises a chromogen to provide an absorption in the ultraviolet or visible region. 該ポリマーは、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する感光性材料をドープすることもできる。 The polymer may also be doped with photosensitive material to provide an absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum. 1つの具体例において、該ポリマーはポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK)を含むことができる。 In one embodiment, the polymer can include poly (N- vinylcarbazole) (PVK). もう1つの好ましい態様において、該ポリマーはポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)を含むことができる。 In another preferred embodiment, the polymer can include poly (methyl methacrylate) (PMMA). これらのポリマーの各々は、2,4,7−トリニトロ−9− Each of these polymers, 2,4,7-trinitro-9-
フルオレノン(TNF)のごとき感光性材料をドープすることができる。 It may be doped with photosensitive material such as fluorenone (TNF). 1つの好ましい色原体は、やはり、紫外線ないし可視領域において吸収および電気−光学効果を供する2,5−ジメチル−4−(p−ニトロフェニルアゾ)アニソール(DMNPAA)である。 One preferred chromogen is again absorbed and electricity in the ultraviolet to visible region - is providing an optical effect of 2,5-dimethyl-4-(p-nitrophenylazo) anisole (DMNPAA). 該ポリマー材料は、該材料のガラス転移温度を低下させるためにN−エチルカルバゾール(ECZ)のごとき可塑剤を含むこともできる。 The polymeric material may also include such plasticizers N- ethylcarbazole in order to lower the glass transition temperature of the material (ECZ).

【0014】 本発明においては、データの記録されたビットは、光屈折性ポリマー材料の吸収バンドの縁または外部の波長のコヒーデント光の源を利用する共焦点顕微鏡、 [0014] In the present invention, recorded bits of data, a confocal microscope utilizing Kohidento light source of the edge or external wavelength in the absorption band of the photorefractive polymer material,
微分干渉コントラスト(DIC)顕微鏡および/または位相顕微鏡を使用することによって読み出すことができる。 It can be read by using a differential interference contrast (DIC) microscopy and / or phase microscopy.

【0015】 本発明のさらなる態様により、消去可能な光学データ貯蔵方法で用いられる光屈折性ポリマー材料が提供され、該光屈折性ポリマー材料は電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供し、ここに、光屈折性材料の吸収バンドは、2 [0015] According to a further aspect of the invention, photorefractive polymer material used in the erasable optical data storage method is provided, the light refractive polymeric material provided the absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum, here absorption bands of photorefractive materials, 2
フォトン励起によるデータの記録、吸収バンドの縁または外部のコヒーデント光の源によるデータのビットの読み出し、および吸収バンド内の放射線での照射によるデータのビットの消去を可能とするようなものである。 Recording of data by photon excitation is such as to permit erasure of bits of data by irradiation with radiation of the read bits of data, and within the absorption band due to the source of the edge of the absorption band or external Kohidento light. 該ポリマー材料は、 The polymer material,
好ましくは、PVKまたはPMMAのごときポリマーを含む。 Preferably comprises a polymer such as PVK or PMMA. 該材料は、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する色原体を含むことができる。 The material may include a chromogen to provide an absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum.
所望により、該ポリマーは、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する感光性材料でドープすることもでき、可塑剤を添加して該材料のガラス転移温度を低下させることができる。 If desired, the polymer may also be doped with a photosensitive material to provide an absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum, it is possible to lower the glass transition temperature of the material by adding a plasticizer.

【0016】 好ましくは、本発明の第2の態様による新しい光屈折性ポリマー材料は、光屈折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセント内に実質的に入る量で以下の材料のうちの少なくともいくつかを含む: 25%−100%のPVKまたはPMMAのごときポリマー; 0%−60%のDMNPAAのごとき色原体; 0%−5%のTNFのごとき感光性材料;および 0%−40%のECZのごとき可塑剤。 [0016] Preferably, the new photorefractive polymer material according to the second aspect of the present invention, in% of the range of the total weight of the photorefractive polymer material of the following materials in an amount falling substantially including at least some 25% -100% of the PVK, or such polymers PMMA; such chromogens DMNPAA 0% -60% of the; 0% -5% of the photosensitive material, such as TNF, and 0% -40 % of a plasticizer such as ECZ.

【0017】 3D光学データ貯蔵システムを生じさせる2−フォトン励起下の再書込可能/ The 3D optical data storage causes system 2 photon excitation of a re-writable /
消去可能3Dビット光学データ貯蔵のための記録材料として安価な光屈折性ポリマーを用いる本発明の好ましい具体例は、今や、添付の図面を参照し、実施例によって記載される。 A preferred embodiment of the present invention to use an inexpensive photorefractive polymer as recording materials for erasable 3D bit optical data storage is now with reference to the accompanying drawings, are described examples.

【0018】 再書込可能/消去可能3Dビット光学データ貯蔵を示すのに使用されてきた新しい光屈折性ポリマー材料の1つの例は、スペクトルの紫外線ないし可視領域で吸収を供する光屈折性材料2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン(TNF The rewritable / One example of new photorefractive polymer material that has been used to indicate the erasable 3D bit optical data storage is photorefractive material 2 to provide an ultraviolet to absorb in the visible region of the spectrum , 4,7-trinitro-9-fluorenone (TNF
)をドープしたポリマーのポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK)である。 ) Is a poly-doped polymer (N- vinylcarbazole) (PVK).
該光屈折性材料は、色原体として、やはり紫外線ないし可視領域に吸収を供する2,5−ジメチル−4−(p−ニトロフェニルアゾ)アニソール(DMNPAA Light refraction material, as chromogen, again subjecting the absorbent to ultraviolet or visible region of 2,5-dimethyl-4-(p-nitrophenylazo) anisole (DMNPAA
)も含む。 ) Also be included. 以前の実験と比較したこの実験においては、ランダムに向した色原体は、重合および操作の間に電場(ポーリング)を適用することによって整列されなかった。 In this experiment compared to the previous experiments, randomly oriented and the chromogen it was not aligned by applying an electric field (poling) during polymerization and operations. 該材料のポーリングは、ポリマーの表面を横切っての磁場の創製を要する。 Polling of the material requires a creation of the magnetic field across the surface of the polymer. そのような均一な磁場は、大きなポリマー試料の表面を横切って維持するのが困難であり、新しい光屈折性ポリマーの製造の複雑性を増加させる。 Such uniform magnetic field is large polymer is difficult to maintain across the surface of the sample, increases the complexity of the manufacture of new photorefractive polymers. 最後に、N−エチルカルバゾール(ECZ)を添加して、該材料のガラス転移温度を低下させた。 Finally, the addition of N- ethylcarbazole (ECZ), reduced the glass transition temperature of the material. 材料DMNPAA:PVK:ECZ:TNFの1つの好ましい濃度は、光屈折性材料の全重量の重量%で50:33:16:1であるが、構成材料の異なる割合を前記で特定した範囲内で用いることもできるのか認識されよう。 Materials DMNPAA: PVK: ECZ: 1 A preferred concentration of TNF is the total weight percent by weight of the photorefractive material 50: 33: 16: 1, a different percentage of the material within the ranges specified by the it will either be able to recognized be used. 全ての材料をテフロン(登録商標)キャストで合わせ、次いで、90℃で2日間にわたってPVKを重合することによって、厚み100μmの均一なフイルムを製造した。 All materials were combined in a Teflon cast, then by polymerizing PVK for 2 days at 90 ° C., to produce a uniform film thickness 100 [mu] m. 得られたポリマーブロックを切断し、研磨して、実験で用いた試料を得た。 The resulting polymer block was cut, polished to obtain a sample used in the experiment.

【0019】 再書込可能/消去可能3Dビット光学データ貯蔵で用いられてきた新しい光屈折性ポリマー材料のもう1つの例は、スペクトルの紫外線ないし可視領域で吸収を供する感光性材料2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン(TNF)をドープしたポリマーのポリ(メチルメタクリレート)(PMMA)である。 The rewritable / Another example of new photorefractive polymer material that has been used in the erasable 3D bit optical data storage, the photosensitive material 2, 4 to provide an ultraviolet to absorb in the visible region of the spectrum, is a 7-trinitro-9-fluorenone (TNF) doped with poly (methyl methacrylate) (PMMA). 光屈折性材料は、色原体として、紫外線ないし可視領域にやはり吸収を供する2,5− Photorefractive materials, as chromogen, subjecting the still absorbing the ultraviolet or visible region 2,5
ジメチル−4−(p−ニトロフェニルアゾ)アニソール(DMNPAA)も含む。 Dimethyl-4-(p-nitrophenylazo) anisole (DMNPAA) including. この実験においては、ランダムに向いた色原体は、重合および操作の間に電場(ポーリング)を適用することによって整列されなかった。 In this experiment, chromogen facing randomly, were not aligned by applying an electric field (poling) during polymerization and operations. そのようなポーリング電場は必要ない。 Such polling field is not necessary. なぜならば、高数開口対物レンズによって生じる焦点における局所電場は、対物レンズ開口にわたって入射光のそれよりも5オーダーの大きさだけ大きいからである。 Because the local electric field at the focus caused by the high number aperture objective lens is because larger by the size of 5 orders than that of the incident light over the objective lens aperture. この局所電場は、検出可能な電気−機械効果を誘導するのに十分強力である。 This local electric field, detectable electrical - is strong enough to induce mechanical effects.

【0020】 最後に、N−エチルカルバゾール(ECZ)を添加して、材料のガラス転移温度を低下させた。 [0020] Finally, the addition of N- ethylcarbazole (ECZ), reduced the glass transition temperature of the material. 使用した材料DMNPAA:PMMA:ECZ:TNFの1つの好ましい濃度は光屈折性材料の全重量の重量%で10:73:16:1であったが、構成材料の異なる割合を前記特定範囲内で用いることができることが認識されるであろう。 Materials were used DMNPAA: PMMA: ECZ: in weight percent of the total weight of one preferred concentrations photorefractive material TNF 10: 73: 16: was the 1, a different percentage of the material within the specific range it will be recognized that can be used. 全材料をテフロン(登録商標)キャスト中で合わせ、次いで、 All materials were combined in a Teflon cast, then,
該PMMAを65℃の温度で2日間にわたって重合することによって、厚み10 By polymerizing for 2 days at a temperature of 65 ° C. The PMMA, thickness 10
0μmの均一なフイルムを製造した。 To produce a uniform film of 0 .mu.m. 得られたポリマーブロックを切断し、研磨して実験で用いた試料を得た。 The resulting polymer block was cut, polished to obtain a sample used in the experiment.

【0021】 図1は、キセノンアークランプ光源を用いてOriel UV−Vis分光光度計で検出したPVKに基づく新しい光屈折性ポリマー材料の100μm厚み試料の吸収バンドを示す。 [0021] Figure 1 shows an Oriel 100 [mu] m thickness absorption bands of samples of new photorefractive polymer material based on the detected PVK with UV-Vis spectrophotometer using a xenon arc lamp light source. PMMAに基づく光屈折性ポリマー材料の吸収バンドはほとんど同一である。 Absorption bands of photorefractive polymer materials based on PMMA are almost identical.

【0022】 図1より、新しい材料の吸収バンドの最大は380−600nm内であることが分かる。 [0022] From FIG. 1, the maximum of the absorption band of the new material is found to be within the 380-600nm. 従って、800nmの赤外波長のレーザー光線を記録プロセスで用いて、400nmで2−フォトン励起を生じさせることができる。 Therefore, a laser beam of 800nm ​​infrared wavelengths used in the recording process, it is possible to produce a 2-photon excitation at 400 nm. 記録用の波長は約750nmないし約1200nmの範囲内に実質的に入ることができる。 Wavelength for recording can enter substantially within the range of about 750nm to about 1200 nm. 吸収バンドは630nmの波長をほぼカットオフするので、約630nmないし約1 Since the absorption band is substantially cut-off wavelength of 630nm, about 630nm to about 1
200nmの波長の範囲を選択して、単一−または2−フォトン励起を蒙ることなく記録された光屈折性データビットを読み出すことができる。 Select the range of the wavelength of 200 nm, a single - or can be read out recorded photorefractive data bits without 2-photon excitation of the suffer it. 約750nmの波長を用いることができる。 It can be used a wavelength of about 750 nm. 但し、読み出しビームのパワーは、単一または2− However, the read beam power, single or 2-
フォトン励起を引き起こさないように十分低いものとする。 And low enough so as not to cause photon excitation.

【0023】 図2を参照し、光屈折性ポリマー材料におけるデータのビームの2フォトン記録のための光学システムが示される。 [0023] Referring to FIG. 2, the optical system for two-photon recording beam data in photorefractive polymer material is shown. 記録システムは、レーザー(10)、コンピューター(20)にリンクした機械的シャッター(11)、レンズ(12,1 Recording system, a laser (10), the mechanical shutter (11) linked to the computer (20), a lens (12, 1
3)、ピンホール開口(14)、もう1つの開口(16)、および対物レンズ( 3), the pinhole aperture (14), another opening (16), and an objective lens (
18)を含む。 Including the 18). 共焦点幾何学読み出しでは、システムは、ビームスプリッター( The confocal geometry read, the system is a beam splitter (
22)、さらなるレンズ(24)、もう1つのピンホール開口(26)およびやはりコンピューター(20)にリンクしたディテクター(28)を含む。 22), a further lens (24) comprises a detector (28) linked to another pinhole aperture (26) and also a computer (20). 光屈折性材料(32)の試料の設置のために三次元走査ステージ(30)が設けられる。 Three-dimensional scanning stage (30) is provided for placement of a sample of photorefractive material (32). 走査ステージ(30)はコンピューター(20)制御下でx、yおよびz方向に移動することができる。 Scanning stage (30) can be moved under computer (20) controlling the x, y and z directions.

【0024】 記録プロセスにおいて、Spectra−Physics Tsunami [0024] In the recording process, Spectra-Physics Tsunami
Ti:サァファイアレーザー(10)を光屈折性ポリマー試料(32)に焦点合わせした。 Ti: was focused on Saafaia laser (10) a photorefractive polymer sample (32). レーザーはパルスモードで用いて、PVK光屈折性ポリマー材料に図3および4のビットパターンを記録した。 Laser is used in pulsed mode were recorded bit patterns of FIGS. 3 and 4 in PVK photorefractive polymer material. モード−ロッキング操作において、レーザーはパルス幅80fsおよび平均パワー800mWの超短パルス光線を生じさせることができる。 Mode - a rocking operation, the laser is capable of generating ultrashort pulsed beam of light having a pulse width 80fs and the average power 800 mW. レーザーは連続波(CW)モードで操作して、PMMA光屈折性ポリマー材料に図5および6のパターンを記録した。 Laser operating in continuous wave (CW) mode were recorded pattern of FIG. 5 and 6 in PMMA photorefractive polymer material. 各場合において、レーザーの波長は800nmに合わせ、これは試料の主要吸収バンドの波長の2倍に対応する。 In each case, the wavelength of the laser is matched to 800 nm, which corresponds to 2 times the wavelength of the main absorption band of the sample. 図1中の吸収曲線から、我々は、800nmの波長において単一− From the absorption curve in FIG. 1, we have a single at a wavelength of 800 nm -
フォトン吸収はなく、2−フォトン吸収のみが400nmの波長で起こり得ることを見ることができる。 Photon absorption is not only 2-photon absorption can be seen that possible at a wavelength of 400 nm. 記録された情報の論理状態は、コンピューター(20) Logic state of the recorded information, the computer (20)
にリンクした機械的シャッター(11)によって制御された。 Controlled by the linked mechanical shutter (11). 記録材料(32) Recording material (32)
は、Melles Griotコンピューター−制御3D解釈ステージ(30) Is, Melles Griot computer - control 3D interpretation stage (30)
に設置した。 It was placed in. 記録では、各々、0.75および0.70の開口数および20の倍率を持つZeiss Fluar対物レンズ(図3および4)およびOlymp In recording, respectively, Zeiss Fluar objective lens having a magnification of 0.75 and 0.70 numerical aperture and 20 (FIGS. 3 and 4) and Olymp
us UPlanAPO対物レンズ(図5および6)(18)を用いた。 us UplanApo using the objective lens (Fig. 5 and 6) (18).

【0025】 2−フォトン光屈折性効果によって引き起こされた屈折率の変化を読むには、 [0025] To read the change in refractive index caused by 2-photon photorefractive effect,
Olympus Fluo View顕微鏡を使用し、微分干渉コントラスト( Using the Olympus Fluo View microscopy, differential interference contrast (
DIC)モードで用いた。 It was used in the DIC) mode. 記録された情報を読むために、632.8 nmのH To read the recorded information, 632.8 nm of H
e−NeレーザーをFluo Viewにカップリングさせた。 The e-Ne laser was coupled to Fluo View. というのは、6 This is because, 6
32.8nmの波長は吸収バンドの縁にあり、記録された情報に対して最小の損傷した引き起こさないからである(図1参照)。 Wavelength of 32.8nm is on the edge of the absorption band, since not cause the minimum damage to the recorded information (see FIG. 1). 領域を消去するには、注目する領域にFluo View顕微鏡中の水銀ランプのUV線を照射した。 To clear the area was irradiated with UV radiation of a mercury lamp in Fluo View microscope in the area of ​​interest. 読みおよび消去の双方において、開口数0.7および倍率20を備えた(図3および4) In both reading and erasing, with a numerical aperture of 0.7 and magnification 20 (FIGS. 3 and 4)
または開口数0.4および倍率10を備えた(図5および6)Olympus Or with a numerical aperture of 0.4 and magnification 10 (FIGS. 5 and 6) Olympus
UPlanAPO対物レンズ(18)を用いた。 UPlanAPO using an objective lens (18).

【0026】 2−フォトン励起を用いる屈折率の変化として情報を記録する能力の証明として、図3(a)および3(b)は、焦点で生じた屈折率の測定された変化を示す。 [0026] As a proof of the ability to record information as a change in refractive index using a 2-photon excitation, FIG. 3 (a) and 3 (b) shows the measured change in refractive index caused by the focus. 記録において、焦点における5mWの平均パワーを用いて情報を記録した。 In the recording, recording the information using the average power of 5mW at the focus. 2
4×24ビットよりなるパターン(文字C)を試料に記録した。 4 × consisting 24-bit pattern (character C) were recorded in the sample. ビット分離は3 Bit separation 3
. 2μmであり、各ビットについての露出時間は25msであった。 A 2 [mu] m, the exposure time for each bit was 25 ms. 記録プロセスにおいて、5mW未満のレーザー光線パワーを試料を横切って走査して、DI In the recording process, the laser power of less than 5mW to scan across the sample, DI
Cイメージを生じさせた。 It resulted in a C image. 図3(b)は、500回走査した後における記録情報の劣化を示す。 3 (b) shows the degradation of the recording information in the after scanning 500 times. 図3(b)における記録ビットのコントラストは図3(a)のものの90%である。 Figure 3 the contrast of the recording bit in (b) is 90 percent of that of FIG. 3 (a). この特徴は、記録に用いた光の吸収による情報のわずかな消去であることを示す。 This feature indicates that due to the absorption of light used for recording a slight erasing information. 図3(c)で記録された情報は、図3(a)および図3( Information recorded in FIG. 3 (c), FIG. 3 (a) and 3 (
b)で用いたのと同一のパワーおよび露出時間を用いた。 Using the same power and exposure time as used in b). 図3(d)は、1−2 Fig. 3 (d), 1-2
秒間紫外線照射に暴露した後に図3(c)で観察されたのと同一の領域を示す。 Seconds showing the same region as observed in FIG. 3 (c) after exposure to ultraviolet radiation.
結果は、先に記録された情報の完全な消去を示す。 The results show complete erasure of the information recorded previously.

【0027】 図4は、複数層の情報の屈折率の変化を記録し読むシステムの能力を示す。 [0027] Figure 4 shows the ability of reading and recording a change in the refractive index of the information of a plurality layers systems. 3
層の情報は10μmのレーザー分離にて記録した。 Information of the layer was recorded by a laser separation of 10μm. 各層は24×24ビットのパターンよりなる。 Each layer consists of a pattern of 24 × 24 bits. 表面近くに記録した第1の層は文字「A」のパターンよりなる。 A first layer recorded near the surface consists of a pattern of the character "A". 第2および第3の層は、各々、文字「B」および「C」よりなり、かくして、 The second and third layers, respectively, consist of the letter "B" and "C", thus,
検索された3Dデータ密度はほぼ10ギガビット/cm 3であり、これはフォトクロミックポリマー、光屈折性結晶および光脱色材料で従前に達成されたものと匹敵する。 3D data densities retrieved is approximately 10 Gbit / cm 3, which is comparable to that achieved previously with photochromic polymers, photorefractive crystal and photobleaching material.

【0028】 図5(a)は、連続波2−フォトム励起を用いて屈折率の変化として情報を記録する能力を示す。 [0028] FIG. 5 (a) shows the ability to record information as a change in refractive index with the continuous wave 2 Fotomu excitation. 記録において、焦点における75mWの平均パワーを用いて情報を記録した。 In the recording, recording the information using the average power of 75mW at the focus. 24×24ビットよりなるパターン(文字E)を試料に記録した。 24 × consisting 24-bit pattern (character E) were recorded in the sample. ビット分離は5.6μmであり、各ビットについての露出時間は2msであった。 Bit separation is 5.6 [mu] m, the exposure time for each bit was 2 ms. 読むプロセスにおいて5mW未満のパワーのレーザ光線を試料を横切って走査して、DICイメージを生じさせた。 The laser beam power of less than 5mW in the process of reading by scanning across the sample, giving rise to a DIC image. 図5(b)は、UV照射に1−2秒間暴露した後に図5(a)で観察されたのと同一の領域を示す。 5 (b) shows the same region as observed in FIGS. 5 (a) after exposure 1-2 seconds to UV radiation. 結果は、先に記録された情報の完全な消去を示す。 The results show complete erasure of the information recorded previously. 図5(c)においては、新しいパターンの文字(F)を、図5(a)および図5(b)で用いたのと同一の領域に書き込む。 In FIG. 5 (c), the writing of a new pattern characters (F), in the same region as used in FIGS. 5 (a) and 5 (b). 2
つの人工物を図5(a)、(b)および(c)において丸1および2でマークし、これは、同一領域を用いて情報を消去し再度書き込んだことを示す。 One of FIG. 5 artifacts (a), marked by circles 1 and 2 in (b) and (c), which indicates that writing to erase the information again using the same area.

【0029】 図6は、複数層の情報の屈折率の変化を記録し読むこのシステムの能力を示す。 [0029] Figure 6 shows the ability of the system to read and record the change in the refractive index of the information of a plurality layers. 25μmの層の分離にて、3層の情報を記録した。 In the separation of 25μm layer, recording information of three layers. 各層は24×24ビットのパターンよりなる。 Each layer consists of a pattern of 24 × 24 bits. 表面近くに記録した第1の層は文字「A」のパターンを含む。 A first layer recorded near the surface comprises a pattern of the letter "A". 第2および第3の層は、各々、文字「B」および「C」よりなる。 The second and third layers, respectively, made of the character "B" and "C".

【0030】 前期から、本発明は、パルスまたは連続波(CW)2−フォトン励起を用いてデータを記録し再度書き込み、電磁気放射線の紫外線または可視領域で放射線で照射して記録されたデータを消去する、比較的安価な光屈折性ポリマー材料に三次元データを記録し、読み出し、消去し、および再度書き込む効果的な方法を提供することがわかる。 [0030] From the previous year, the present invention records the data writing again using a pulsed or continuous wave (CW) 2-photon excitation, erasing the data recorded by irradiating with radiation at ultraviolet or visible region of the electromagnetic radiation to record the relatively inexpensive optical three-dimensional data on the refractive polymeric material, read, erased, and it can be seen that to provide an effective method to write again.

【0031】 また、本発明の範囲および精神を逸脱する事なく、前記した好ましい具体例に対して、種々の修飾、変更および改良をなすことができることが認識されよう。 Further, without departing from the scope and spirit of the present invention, with respect to preferred embodiments described above, various modifications will recognize that it is possible to make changes and improvements.
システムの貯蔵能力を増加させると考えられるそのような修飾または改良は以下のものを含む。 Such modifications or improvements that would increase the system storage capacity include the following. 1. 1. 記録材料(n=1.75)および浸漬媒体(n=1)の間の屈折率ミスマッチからの球面収差による層(図4参照)間の少量のクロストークの補償。 Compensation for a small amount of crosstalk between layers due to the spherical aberration from the refractive index mismatch (see FIG. 4) between the recording material (n = 1.75) and the immersion medium (n = 1). 屈折率ミスマッチの結果、容量記録媒体の深い部分における解説スポットのサイズが増加する。 Result of refractive index mismatch, size Remarks spot in deep portion of the capacity recording medium is increased. その結果、記録媒体の深さによって、一連の軸側ピークが起こり、かくして、隣接するデータ層の間にクロストークが生じる。 As a result, the depth of the recording medium, occur a series of shaft-side peak, thus, crosstalk occurs between adjacent data layers. この問題を克服し、それにより、可変チューブ長方法を用いることによってデータの密度を増加させることができよう。 To overcome this problem, thereby, it could increase the density of data by using a variable tube length method.

【0032】 2. [0032] 2. CW濃度で操作するTi:サファイアレーザーの代わりに、他のタイプの連続波(CW)レーザー光線を用いて2−フォトン励起を生じさせることができる。 Ti operating at CW Concentration: Instead of sapphire laser, can produce a 2-photon excitation using other types of continuous wave (CW) laser. 例えば、近赤外波長で操作される1.2W CWレーザーダイオードの助けを借りて、速くて低コストでコンパクトな消去可能2−フォトン3Dビット光学データ貯蔵システムを達成することができる。 For example, it is possible to achieve the near infrared outside the wavelength with the aid of 1.2 W CW laser diode is operated, fast and compact erasable 2-photon 3D bit optical data storage system at a low cost.

【0033】 3. [0033] 3. 異なる光屈折性ポリマーを用いることができ、材料の化学的特性を修飾して、光屈折性ポリマーの安定性の増加につなげることができる。 Can use different photorefractive polymer, to modify the chemical properties of the material, it can lead to increased stability of photorefractive polymers. 吸収スペクトルを調整することによって、我々は材料に影響する光の波長を決定することができる。 By adjusting the absorption spectrum, it can determine the wavelengths of light that affects the material. 紫外線または可視領域に狭い吸収バンドを作りだすと、読み出しプロセスからの、または入射紫外光(すなわち、日光)からの照射による劣化に対する材料の感受性を減少させるであろう。 When creating a narrow absorption band in the ultraviolet or visible region, from the reading process, or the incident ultraviolet light (i.e., daylight) will reduce the material sensitivity to degradation by irradiation from.

【0034】 4. [0034] 4. 記録方法を利用することによる2−フォトンデータ貯蔵システムの密度を増加させる方法は、記録ビームの偏光状態に基づくことができる。 Method of increasing the density of 2-photon data storage system by utilizing the recording method can be based on the polarization state of the recording beam. この技術は、 This technology,
読み出しに際して、適切な偏光状態を持つビットのみが検出される記録ビームの異なる偏光状態を用いて、多数のビットが材料内の同一の位置に記録されるのを可能とする。 Upon reading, only bits with the correct polarization state using a polarization states of different recording beam detected, and allows the number of bits is recorded in the same position in the material.

【0035】 5.2−フォトンデータ貯蔵システムにおける選択的ビット消去方法は記録および読み出しビームの偏光に基づくことができる。 [0035] 5.2- selective bit erasing method in Photon data storage system can be based on the polarization of the recording and reading beams. それが読み出しに際して検出できるまたは検出できない適切な偏光状態を有するように、記録されたビットの偏光状態を変化させることによって、個々のビットを選択し消去することができる。 It to have an appropriate polarization state can not be detected may or detected during read, by changing the polarization state of the recorded bits, it is possible to select individual bits erased.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】 図1は本発明で用いる光屈折性ポリマー材料の吸収曲線を示すグラフである。 FIG. 1 is a graph showing the absorption curves of photorefractive polymer material used in the present invention.

【図2】 図2は光屈折性ポリマーにデータビットを記録するのに用いた2−フォトン励起顕微鏡の模式図である。 Figure 2 is a schematic diagram of a 2-photon excitation microscope used to record data bits on the photorefractive polymer.

【図3】 (a)はその最初の読み出しに際して、光屈折性ポリマーPVKに2−フォトン励起によって記録された文字「C」の24×24ビットパターン、(b)は50 In Figure 3 (a) is its first reading, 24 × 24-bit pattern of the character recorded by 2-photon excitation in photorefractive polymer PVK "C", (b) 50
0回読み出した後における同一領域、(c)は文字「A]の24×24パターン、(d)は紫外線照射に暴露された後の(c)と同一の領域であり記憶された情報の完全な消去を、それぞれ示す写真図である。 The same region in after reading zero, (c) is 24 × 24 pattern of the character "A], (d) is full of (c) and have the same area stored information after being exposed to ultraviolet radiation the Do erasure is a photograph illustrating, respectively.

【図4】 図4は2−フォトン励起を用いて光屈折性ポリマーPVKに異なる深さで記録された24×24ビットパターンを示し、(a)は文字「A」を含む第1の層を、 Figure 4 shows a 24 × 24 bit patterns recorded in different depths photorefractive polymer PVK using 2-photon excitation, a first layer containing (a) the letter "A" ,
(b)は文字「B」を含む第2の層を、(c)は文字「C」を含む第3の層を、 (B) is a second layer containing the letter "B", the third layer comprising (c) the letter "C",
それぞれ示す写真図であ。 Photo view showing each.

【図5】 (a)はもう1つの光屈折性ポリマー(PMMA)に2−フォトン励起によって記録された「E」のビットパターン、(b)は紫外線照射に暴露された後の(a 5 (a) Hamou recorded by 2-photon excitation in one photorefractive polymer (PMMA) bit pattern of "E", (b) is after exposure to ultraviolet radiation (a
)と同一の領域であり記録された情報の消去を、(c)は図1および2と同一領域に書き込まれた文字「F」のビットパターンを、それぞれ示す写真図である。 ), To erase the information recorded is the same region and (c) is a bit pattern of the character "F" written in FIGS. 1 and 2 and the same region, a photographic view showing respectively.

【図6】 図6は2−フォトン励起を用いて光屈折性ポリマーPMMAに異なる深さで記録されたビットパターンを示し、(a)は文字「A」を含む第1の層を、(b) Figure 6 shows the bit pattern recorded in different depths photorefractive polymer PMMA using 2-photon excitation, a first layer containing (a) the letter "A", (b )
は文字「B」を含む第2の層を、(c)は文字「C」を含む第3の層を、それぞれ示す写真図である。 The second layer containing the letter "B", the third layer comprising (c) the letter "C" is a photographic view showing respectively.

【手続補正書】特許協力条約第19条補正の翻訳文提出書 [Procedure amendment] of the Patent Cooperation Treaty Article 19 correction translation filings

【提出日】平成12年6月23日(2000.6.23) [Filing date] 2000 June 23 (2000.6.23)

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】特許請求の範囲 [Correction target item name] the scope of the appended claims

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正の内容】 [Contents of the correction]

【特許請求の範囲】 [The claims]

【請求項45】 該PMMA;DMNPAA;TNFおよびECZが光屈折性ポリマー材料の全重量のほぼ以下の重量%の濃度73:10:1:16で存在する請求項44記載の光屈折性ポリマー材料。 45. The PMMA; DMNPAA; TNF and substantially following weight percent concentration of the total weight of the ECZ are photorefractive polymer material 73: 10: 1: photorefractive polymer material according to claim 44 wherein present at 16 .

【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書 [Procedure amendment] of the Patent Cooperation Treaty Article 34 correction translation filings

【提出日】平成12年11月24日(2000.11.24) [Filing date] 2000 November 24 (2000.11.24)

【手続補正1】 [Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】0016 [Correction target item name] 0016

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正の内容】 [Contents of the correction]

【0016】 好ましくは、本発明の第2の態様による新しい光屈折性ポリマー材料は、光屈折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセント内に実質的に入る量で以下の材料のうちの少なくともいくつかを含む、 25%−99.5%のPVKまたはPMMAのごときポリマー; 0.5%−60%のDMNPAAのごとき色原体; 0.5%−5%のTNFのごとき感光性材料;および 0%−40%のECZのごとき可塑剤。 [0016] Preferably, the new photorefractive polymer material according to the second aspect of the present invention, in% of the range of the total weight of the photorefractive polymer material of the following materials in an amount falling substantially including at least some 25% -99.5% of the PVK or PMMA such polymers; such 0.5% -60% of DMNPAA chromogen; 0.5% -5% of the photosensitive material, such as TNF ; and 0% -40% of a plasticizer such as ECZ.

【手続補正2】 [Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書 [Correction target document name] specification

【補正対象項目名】特許請求の範囲 [Correction target item name] the scope of the appended claims

【補正方法】変更 [Correction method] change

【補正の内容】 [Contents of the correction]

【特許請求の範囲】 [The claims]

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SL,SZ,TZ,UG,ZW ),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU, TJ,TM),AE,AL,AM,AT,AU,AZ, BA,BB,BG,BR,BY,CA,CH,CN,C R,CU,CZ,DE,DK,DM,EE,ES,FI ,GB,GD,GE,GH,GM,HR,HU,ID ────────────────────────────────────────────────── ─── of the front page continued (81) designated States EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, I T, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, K E, LS, MW, SD, SL, SZ, TZ, UG, ZW), EA (AM, AZ, BY, KG, KZ, MD, RU, TJ, TM), AE, AL, AM, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BR, BY, CA, CH, CN, C R, CU, CZ, DE, DK, DM, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID , IL,IN,IS,JP,KE,KG,KP,KR,K Z,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,MA ,MD,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ, PL,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,S K,SL,TJ,TM,TR,TT,TZ,UA,UG ,US,UZ,VN,YU,ZA,ZW (72)発明者 デイ、ダニエル ジョン オーストラリア、3051 ビクトリア ノー ス メルボルン、カーズン ストリート 7/100 (72)発明者 スモールリッジ、アンドリュー ジョン オーストラリア、3187 ビクトリア イー スト ブライトン メロサ アベニュー 3 Fターム(参考) 2H048 DA04 DA23 , IL, IN, IS, JP, KE, KG, KP, KR, K Z, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MA, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, S K, SL, TJ, TM, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VN, YU, ZA, ZW (72 ) inventor Day, Daniel John Australia, 3051 Victoria no scan Melbourne, Kazun Street 7/100 (72) inventor small ridge, Andrew John Australia, 3187 Victoria E. strike Brighton Merosa Avenue 3 F-term (reference) 2H048 DA04 DA23

Claims (44)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】 焦点合わせ可能なコヒーレント光のビームを供し; 該ビームを光屈折性ポリマー材料に焦点を合わせて、該ビームの焦点において該材料を2−フォトン励起し、それにより、焦点において屈折率を変調してデータを記録し;次いで、 該材料を放射線で照射して記録されたデータを消去する; ことを特徴とする光学データを書き込みおよび消去する方法。 1. A subjected beam of focusable coherent light; focused the beam to a photorefractive polymer material, the material excited 2 photons at the focal point of the beam, thereby refracting the focus recording data by modulating the rate; then erases the data recorded by irradiating the material with radiation; a method of writing and erasing an optical data, characterized in that.
  2. 【請求項2】 コヒーレント光のビームを光屈折性ポリマー材料に焦点を合わせして、該ビームの焦点において該材料を2−フォトン励起し、それにより、 Wherein the coherent light beam is focused on the photorefractive polymer material, and 2-photon excitation of the material at the focus of the beam, whereby,
    焦点において屈折率を変調してデータを書き込み; 該材料を放射線で照射して記録されたデータを消去し; コヒーレント光のもう1つのビームを光屈折性ポリマー材料に焦点合わせして、該ビームの焦点において該材料を2−フォトン励起し、それにより、焦点において屈折率を変調して、光屈折率材料にデータを再度書き込む; ことを特徴とする光屈折性ポリマー材料に光学データを書き込みおよび再度書き込む方法。 Modulates the data write refractive index at a focal point; the material to erase the recorded data by irradiating with radiation; another beam of coherent light is focused on the photorefractive polymer material of the beam the material was excited 2 photons at the focal point, thereby to modulate the refractive index at the focal point, and writes data on the optical refractive index material again; that the optical data writing and re photorefractive polymer material characterized how to write.
  3. 【請求項3】 紫外線(UV)の波長または可視スペクトルを有する電磁波で該光屈折性材料を照射して、データのビットを形成する電荷の空間的分布の再分布を生じさせて記録されたデータを生じさせる請求項1または2記載の方法。 3. UV was irradiated with light refracting material with electromagnetic radiation having a wavelength or visible spectrum (UV), were recorded cause redistribution of the spatial distribution of the charge for forming the bits of data data method according to claim 1 or 2 causes.
  4. 【請求項4】 該光屈折率ポリマー材料が、電磁波スペクトルの紫外線ないし可視領域における狭いバンドにおいてのみ放射線を吸収するようにした請求項3記載の方法。 4. A light refractive index polymeric material, The method of claim 3 wherein which is adapted to absorb radiation only in a narrow band in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum.
  5. 【請求項5】 光屈折性ポリマー材料の吸収バンドの最大が、約380nm Maximum absorption band 5. The photorefractive polymer material is from about 380nm
    ないし約600nmの範囲に実質的に入る請求項3または4記載の方法。 To claim 3 or 4 The method described in the range of about 600nm fall substantially.
  6. 【請求項6】 光屈折性ポリマー材料が、約630nmの波長を超える放射線を実質的に吸収しないようにした請求項3ないし5いずれか1記載の方法。 6. The photorefractive polymer material is from about 630nm claims 3 to 5 the method as claimed in any one was not substantially absorb radiation in excess of wavelengths.
  7. 【請求項7】 光屈折性ポリマー材料に記録されたデータが、該光屈折率ポリマー材料を、約630nmないし約1200nmの範囲に実質的に入る波長のコヒーレント光を照射することによって読まれる前記請求項いずれか1記載の方法。 7. A data recorded in photorefractive polymer material, the optical refractive index polymeric material, said claims are read by irradiating a coherent light of a wavelength falling substantially in the range of about 630nm to about 1200nm claim a method as claimed in any one.
  8. 【請求項8】 光屈折性材料にデータを記録するのに使用される焦点合わせ可能なコヒーレント光のビームが、約750nmないし約1200nmの範囲に実質的に入る波長を有して、2−フォトン励起を引き起こす前記請求項いずれか1記載の方法。 8. The beam of focusable coherent light used to record data in the photorefractive material has a wavelength falling substantially in the range of about 750nm to about 1200 nm, 2-photon claim a method as claimed in any one of causing excitation.
  9. 【請求項9】 パルスレーザー光線を用いて、光屈折性ポリマー材料にデータを記録かる前記請求項いずれか1記載の方法。 9. Using a pulsed laser beam, a method as claimed in any one of the data in photorefractive polymer material recorded mow the claims.
  10. 【請求項10】 連続波レーザー光線を用いて、光屈折性ポリマー材料にデータを記録する請求項1ないし8いずれか1記載の方法。 10. A use of a continuous wave laser, claims 1 to 8 the method as claimed in any one of recording data in the photorefractive polymer material.
  11. 【請求項11】 焦点合わせ可能なコヒーレント光の偏光光線を用いて、光屈折性ポリマー材料にデータの偏光ビットを記録する前記請求項いずれか1記載の方法。 11. Using the polarization beam of focusable coherent light, the claim method of any one of recording the polarization bit data in photorefractive polymer material.
  12. 【請求項12】 記録光線の異なる偏光状態を用いて、光屈折率ポリマー材料における異なる偏光状態を有する同一位置に複数ビットを記録する請求項11 12. Using the polarization states of different recording beams, claim 11 for recording a plurality of bits at the same position with different polarization states in the optical refractive index polymeric material
    記載の方法。 The method described.
  13. 【請求項13】 記録されたデータのビットが、適当な偏光状態を有する読み出し光線を用いて読まれる請求項11または12記載の方法。 13. A recording bit data, according to claim 11 or 12 method described read using the read beam having a suitable polarization state.
  14. 【請求項14】 データの個々のビットが、個々のビットの偏光状態によって消去可能な請求項11ないし13いずれか1記載の方法。 14. The individual bits of data, a method of claims 11 erasable by the polarization state of individual bits 13 claimed in any one.
  15. 【請求項15】 光屈折性ポリマー材料が、光屈折性材料の全重量の少なくとも約25重量%のポリマーを含む前記請求項いずれか1記載の方法。 15. The photorefractive polymer material, claim a method as claimed in any one containing at least about 25 weight percent of the polymer of the total weight of the photorefractive material.
  16. 【請求項16】 光屈折性ポリマー材料が、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する色原体を含む前記請求項いずれか1記載の方法。 16. photorefractive polymer material, claim a method as claimed in any one containing a chromogen to provide an absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum.
  17. 【請求項17】 光屈折性ポリマー材料が、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する感光性材料を含む前記請求項いずれか1記載の方法。 17. The photorefractive polymer material, the claim method of any one containing a photosensitive material to provide an absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum.
  18. 【請求項18】 光屈折性ポリマー材料が、該材料のガラス転移温度を低下させる可塑剤を含む前記請求項いずれか1記載の方法。 18. photorefractive polymer material, the claim method of any one comprise a plasticizer to lower the glass transition temperature of the material.
  19. 【請求項19】 光屈折性ポリマー材料が、光屈折性材料の全重量の以下の材料のパーセント内に実質的に入る量の以下のすくなくともいくつかを含む前記請求項いずれか1記載の方法。 19. photorefractive polymer material, claim a method as claimed in any one containing the following at least some amount entering substantially in percent of the total weight of the following materials of photorefractive material. 25%−100%のポリマー; 0%−60%の色原体; 0%−5%の感光性材料;および 0%−40%の可塑剤 25% -100% of the polymer; 0% -60% of the chromogen; 0% -5% of the photosensitive material; and 0% -40% of a plasticizer
  20. 【請求項20】 該ポリマーがポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK) 20. The polymer is poly (N- vinylcarbazole) (PVK)
    を含む請求項15または請求項19記載の方法。 Claim 15 or claim 19 A method according including.
  21. 【請求項21】 該ポリマーがポリ(メチルメタクリレート)(PMMA) 21. The polymer is poly (methyl methacrylate) (PMMA)
    を含む請求項15または請求項19記載の方法。 Claim 15 or claim 19 A method according including.
  22. 【請求項22】 該色原体が2,5−ジメチル−4−(p−ニトロ−フェニルアゾ)アニソール(DMNPAA)を含む請求項16または請求項19ないし21いずれか1記載の方法。 22. said color original body 2,5-dimethyl-4-(p-nitro - phenylazo) anisole (DMNPAA) according to claim 16 or claims 19 to 21 method as claimed in any one including.
  23. 【請求項23】 光屈折性材料が2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン(TNF)を含む請求項17または請求項19ないし22いずれか1記載の方法。 23. The method of claim 17 or claim 19 to 22 The method of any one including a photorefractive material is 2,4,7-trinitro-9-fluorenone (TNF).
  24. 【請求項24】 該可塑剤がN−エチルカルバゾール(ECZ)を含む請求項19ないし23いずれか1記載の方法。 24. The method of claim 19 to 23 The method as claimed in any one containing the plasticizer is N- ethylcarbazole (ECZ).
  25. 【請求項25】 消去可能な光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折性ポリマー材料であって、該光屈折性ポリマー材料は電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供し、ここに、光屈折性材料の吸収バンドは、2フォトン励起によるデータのビットの記録、吸収バンドの縁または外側のコヒーレント光の源によるデータのビットの読み、および吸収バンド内の放射線での照射によるデータのビットの消去を可能とすることを特徴とする該材料。 25. A photorefractive polymer material used in the method of storing the erasable optical data, optical refractive polymeric material provided the absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum, where photorefractive the absorption bands of sexual material, 2-photon excitation recording bits of data by reading the bit of data by an edge or outer source of coherent light absorption band, and erasing bits of data by irradiation with radiation in the absorption bands material, characterized in that to enable.
  26. 【請求項26】 光屈折性材料の吸収バンドの最大が約380nmないし約600nmの範囲に実質的に入る請求項25記載の光屈折性ポリマー材料。 26. photorefractive photorefractive polymer material according to claim 25, wherein the maximum absorption band enters substantially in the range of about 380nm to about 600nm of the material.
  27. 【請求項27】 光屈折性ポリマー材料の吸収バンドの上方端が約630n 27. The upper edge of the absorption band of the photorefractive polymer material is about 630n
    mである請求項25または請求項26記載の光屈折性ポリマー材料。 Photorefractive polymer material according to claim 25 or claim 26 wherein the m.
  28. 【請求項28】 該材料が光屈折性材料の全重量の少なくとも約25重量% 28. material of the total weight of the photorefractive material at least about 25 wt%
    のポリマーを含む請求項25ないし27いずれか1記載の光屈折性ポリマー材料。 25 claims including polymer to 27 photorefractive polymer material as claimed in any one.
  29. 【請求項29】 該材料が、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する色原体を含む請求項25ないし28いずれか1記載の光屈折性ポリマー材料。 29. said material, according to claim 25 to 28 photorefractive polymer material as claimed in any one including a chromogen to provide an absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum.
  30. 【請求項30】 該色原体が、該材料の全重量の約0.5重量%ないし約6 30. A said color original body, about 0.5% by weight of the total weight of the material to about 6
    0重量%の範囲に実質的に入る量で存在する請求項29記載の光屈折性ポリマー材料。 0 wt% of photorefractive polymer material according to claim 29 wherein is present in an amount falling substantially in the range.
  31. 【請求項31】 該材料が、電磁気スペクトルの紫外線ないし可視領域に吸収を供する光屈折性材料を含む請求項25ないし30いずれか1記載の光屈折性ポリマー材料。 31. said material, according to claim 25 to 30 photorefractive polymer material as claimed in any one including a photorefractive material to provide an absorption in the ultraviolet or visible region of the electromagnetic spectrum.
  32. 【請求項32】 該感光性材料が、感光性材料の全重量の約0.5重量%ないし約5重量%の範囲内に実質的に入る量で存在する請求項31記載の光屈折性ポリマー材料。 32. A photosensitive material, photorefractive polymer of claim 31 wherein is present in an amount falling substantially about 0.5 wt% to the range of about 5% by weight of the total weight of the photosensitive material material.
  33. 【請求項33】 該材料が、該材料のガラス転移温度を低下させるために可塑剤を含む請求項25ないし32いずれか1記載の光屈折性ポリマー材料。 33. said material, according to claim 25 to 32 photorefractive polymer material as claimed in any one including a plasticizer to lower the glass transition temperature of the material.
  34. 【請求項34】 該可塑剤が、光屈折性ポリマー材料の全重量の0重量%ないし約40重量%の範囲に実質的に入る量で存在する請求項33記載の光屈折性ポリマー材料。 34. The plasticizer, photorefractive polymer material according to claim 33 wherein is present in an amount falling substantially in the range of 0 wt% to about 40% by weight of the total weight of the photorefractive polymer material.
  35. 【請求項35】 光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折性ポリマー材料であって、該材料は、光屈折性ポリマー材料の全重量の以下の範囲のパーセント内に実質的に入る量の以下の材料の少なくともいくつかを含むことを特徴とする該材料。 35. A photorefractive polymer material used in the method for storing optical data, the material, the following amounts entering substantially in% of the range of the total weight of the photorefractive polymer material material characterized in that it comprises at least some of the materials. 25%−99.5%のポリマー; 0%−60%の色原体; 0%−5%の感光性材料;および 0%−40%の可塑剤 25% -99.5% of polymer 0% -60% of the chromogen; 0% -5% of the photosensitive material; and 0% -40% of a plasticizer
  36. 【請求項36】 該ポリマーがポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK) 36. The polymer is poly (N- vinylcarbazole) (PVK)
    を含む請求項28または請求項35記載の光屈折性ポリマー材料。 Photorefractive polymer material according to claim 28 or claim 35, wherein including.
  37. 【請求項37】 該ポリマーがポリ(メチルメタクリレーチ)(PMMA) 37. The polymer is a poly (methyl methacrylate Rechi) (PMMA)
    を含む請求項28または請求項35記載の光屈折性ポリマー材料。 Photorefractive polymer material according to claim 28 or claim 35, wherein including.
  38. 【請求項38】 該色原体が2,5−ジメチル−4−(p−ニトロフェニルアゾ)アニソール(DMNPAA)を含む請求項29、30または35ないし3 38. the preceding claims 29, 30 or 35 including said color original body 2,5-dimethyl-4-(p-nitrophenylazo) anisole (DMNPAA) 3
    7いずれか1記載の光屈折性ポリマー材料。 7 photorefractive polymer material as claimed in any one.
  39. 【請求項39】 該感光性材料が2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン(TNF)を含む請求項31、32または35ないし38いずれか1記載の光屈折性ポリマー材料。 39. photosensitive material 2,4,7-trinitro-9-fluorenone (TNF) according to claim 31, 32 or 35 to 38 photorefractive polymer material as claimed in any one including.
  40. 【請求項40】 該可塑剤がN−エチルカルバゾール(ECZ)を含む請求項33ないし39いずれか1記載の光屈折性ポリマー材料。 40. A photorefractive polymer material as claimed in any one claims 33 to 39 comprising the plasticizer is N- ethylcarbazole (ECZ).
  41. 【請求項41】 以下の材料: ポリ(N−ビニルカルバゾール)(PVK); 2,5−ジメチル−4−(p−ニトロフェニルアゾ)アニソール(DMNPA 41. The following materials: poly (N- vinylcarbazole) (PVK); 2,5-dimethyl-4-(p-nitrophenylazo) anisole (DMNPA
    A); 2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン(TNF);および N−エチルカルバゾール(ECZ) を含むことを特徴とする光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折性ポリマー材料。 A); 2,4,7-trinitro-9-fluorenone (TNF); and N- photorefractive polymer material used in the method for storing optical data, characterized in that it comprises a ethylcarbazole (ECZ).
  42. 【請求項42】 該PVK;DMNPAA;TNFおよびECZが光屈折性材料の全重量の重量%によりほぼ以下の濃度33:50:1:16で存在する請求項41記載の光屈折性材料。 42. The PVK; DMNPAA; TNF and approximately the following concentrations by weight percent of the total weight of the ECZ are photorefractive material 33: 50: 1:16 photorefractive material according to claim 41 wherein present at.
  43. 【請求項43】 以下の材料: ポリ(メチルメタクリレート)(PMMA); 2,5−ジメチル−4−(p−ニトロフェニルアゾ)アニソール(DMNPA 43. The following materials: poly (methyl methacrylate) (PMMA); 2,5-dimethyl-4-(p-nitrophenylazo) anisole (DMNPA
    A); 2,4,7−トリニトロ−9−フルオレノン(TNF);および N−エチルカルバゾール(ECZ) を含むことを特徴とする光学データを貯蔵する方法で用いられる光屈折性ポリマー材料。 A); 2,4,7-trinitro-9-fluorenone (TNF); and N- photorefractive polymer material used in the method for storing optical data, characterized in that it comprises a ethylcarbazole (ECZ).
  44. 【請求項44】 該PMMA;DMNPAA;TNFおよびECZが光屈折性ポリマー材料の全重量のほぼ以下の重量%の濃度73:10:1:16で存在する請求項43記載の光屈折性ポリマー材料。 44. The PMMA; DMNPAA; TNF and substantially following weight percent concentration of the total weight of the ECZ are photorefractive polymer material 73: 10: 1: photorefractive polymer material according to claim 43 wherein present at 16 .
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